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气体腰轮流量计在 城市民用气区域封闭计量中

1.引言

  随着我国天然 气勘探量的增加和城市环保的日益迫切。城市气化已经成为全国各大、中城市的发展趋势。在市场经济的作用下,城市燃气输配中的计量工作直接影响燃气管理部门的生存和发展,同时也是这些部门工作的重要考核指标。那么面 对国内外十几个种类、上百个品种的气体流量仪表,如何根据流体的各种物性、流态、安装要求与环境条件、经济性等合理选型、正确设计是做好计量工作的前提和基础,也是各城市燃气计量部门和专业设计人员研究和探讨的不 朽主题。作为燃气管理部门我们对管辖区域的计量收费工作极为重视,根据实际工况我们选择试用了天津新科成套仪表有限公司生产的JLQ-Z-C系列智能气体腰轮 流量计这种容积式流量计量仪表作为民用小区气费封闭考核的计量仪表。该系列仪表不仅具备容积式流量计的全部特点,而且与其智能积算部分的完美组合使该流量计在不损失计量精度的前提下,得到了较宽量程比,对居民小区 用气量波动较大的干管计量尤为适用。

2.容积式气体腰轮 流量计的工作原理及特点:

2.1容积式流量计的工 作原理:

  容积式流量计 内部设计有构成一定容积的空间,流量计内部的转于是在从流入口流入流体的压力作用下转动,随着转子的转动,使流体从流入口流向排出口,这时转于在转动过程中,转子和流量计壳体之间形成一定容积空间,使流体充满这一 空间随着转于的转动,把流体不断的送向 排出口。如果设计好该空间的体积,测量转子的转动次数,就能得出该空间给出的体积量,从而得到流过的流体体积。另外,根据每单位时间内测得的转子的转动次数,可以得到的瞬时流量,这就是容积式流量 计的测量原理。

2.2腰轮流量计的工作 原理;

  当被测流体流 经流量计时,流体的动压力使进出口间形成一个差压而推动腰轮旋转(如图1)

  当流体推动 D2轴上腰轮反时针方 向转动时,图1A,与之相连的驱动齿 轮带动D1铀上的腰轮顺时针 转动,转动90o后成为图1C状态,上边的腰轮 受流体推动顾时针转动,驱动齿轮带动下边腰轮反时针旋转,腰轮旋转360o时,有四倍于计量 室有效容积的流体排出流量计。这样,两个腰轮交换驱动旋转,随着腰轮的转动,流体经由计量室不断排出流量计。腰轮每转一圈排出的流体体积是一个固定值,即排出量与腰轮轴转数成正比,通过腰轮轴及其它传动机构,将旋 转的次数减速后传递到积算显示部分。正是腰轮流量计的这种工作原理决定了这种流量计只要计量室内部配合间隙设计、组装合理,它就会有较高的精度和较低的启步流量,这一特性在民用小区燃气计量中极为重要,它既满足了 居民正常用气时的计量精度,又克服了其它类型流量汁对居民

用气低峰时微小气 量的无能为力。

2.3 JLQ-Z-C系列气体腰轮流量 计智能积算部分工作原理:

  如图2所示,积算部分通 过脉冲传感器检测到转子轴的旋转次数,这一脉冲信号经过电路放大,滤波整形后送往微处理器进行计数处理。微机按所输入的仪表系数K值与所测得的脉冲 数进行计算,公式如下:

Q=3600×f/K

Q——流体流过流量 仪表的体积流量 单位:m3/h 

f——脉冲频率  单位:n/s

n——脉冲数

k———仪表系数单 位: n/m3

  得出流量值后 送往LCD驱动电路,驱动 LCD显示流体瞬时流量 。同时将Q值在流量计内部进 行累加并储存,通过功能键可随时查看流量计所计的累积气量。

  积算部分在微 处理器的强大功能支持下采用不同的五个流量点输入不同的仪表系数的方法,将容积式流量计特性曲线的非线性段进行修正,以便流量计得到很宽的量程比,其曲线对比如图3:

  由特性曲线可 以看出,JLQ-Z-C系列智能气体腰轮 流量计特性曲线的小流量部分明显得到了改善,这也正是我们在民用气区域封闭计量中所希望达到的。

3. JLQ-Z-C系列智能气体腰轮 流量计在区域封闭计量中的应用:

  为了配合降差 工作对民用气采用区域封闭计量,划小核算单位不失为一个可行之举。它一方面可以通过小区进区总表和分表的差值来考核小区收费员的工作,分析小区内部管网运行状况;另一方面可以通过数据分析掌握整个管辖区域的气量分 配情况,有利于合理调配气量保证居民用气。

小区封闭计量特点 :

1)用气高峰和低峰相 对比较集中,进区干管气流量变化范围较大,要求总表有较宽的量程比。

2)用气低峰气流量很 小,有时仅为几个居民灶头的用气量,要求总表具有很低的启步流量。

3)居民使用的普遍为 隔膜式民用煤气表,其正常运行情况下计量精度较高,不丢气,要求总表计量精度高。

4)总表装于调压器后 ,室内安装,和居民用气工况基本一致,总表和分表均采用容积式流量计可消除不同类型流 量计由于燃气组份变化给计量仪表带来的差值。

5)流量仪表改造工作 .受原工艺管道走向和安装空间的局限性较大。

  要求总表无前 后直管段要求和灵活的安装方式。

  实践证明 JLQ-Z-C系列智能气体腰轮 流量计这种容积式流量计均能满足上述要求。但特别应该注意的是流经容积式流量计的被测介质必须保持一定的清洁程度,即流量计前必须加装气体过滤器,否则将会影响容积式流量计的正常运行和可靠的精度保证。

  综合改造投资 ,居民小区的平均生活水平,小区居民生活习惯和地理位置,小区规模等诸多因素,选择了位于科贸街的风荷园1045户商品住宅小区和 位于王顶堤的荣迁西里3736户平改居民小区, 作为管辖区城内最具代表性的试点。风荷园小区气质为天然气根据以往掌握的用气情况选装了一台JLQ-Z-C-300型智能气体腰轮流 量计,最大工况流量300m3/h,精度±1%量程比1:60(即5—300m3/h),启步流量  3m3/h,上进下出安装, 表前加装气体过滤器。荣迁西里小区,气质为天然气,根据以前掌握的用气情况选装了一台JLQ-Z-C-450型智能气体腰轮流 量计。最大工况流量450m3/h,精度± 1%,量程比 1:60〔即7.5-450m3/h),启步流量  4.5m3/h,上进下出安装,表 前加装气体过滤器。自2000年5月投入试运行至今 已初见成效。现以2000年7月20日至2000年8月20日一个月的报表数 据为例,凤荷园小区总供气虽8520m3,销气量7991.5m3,进销差率   6.2%沁荣迁西里小区总 供气量39830m3,销气量37318.27m3,进销差率  6.31%两小区与去年同 期相比收费率均提高了10%左右。另外通过 此方法进行封闭计量较为准确的得到了各封闭小区的供销差率,对提高小区运行和收费的管理水平打下了良好的基础,一方面对偷气、漏气和收费工作中的“人情气”等可以及时发现并采取措施,使燃气管理部门减少经济损失, 同时也给安全供气工作提供了有利的监控手段;另一方面对小区收费员的工作也有了硬性的考核指标,使其加强了工作责任心。

  当遇有小区规 模较大,入区干管峰值流量较高时,既要兼顾上限流量,又要在小流量时不丢气量,无形中提高了对入区总表量程比的要求。例如;假设某居民小区入区干管最大流量为600 m3/h,最小流量为 6m3/h这就要求该位置的 流量计量程比为1:100 ,各种流量仪表满 足这个参数均比较困难,这时我们可以采用两块流量仪表并联安装的方式解决这一问题。在上述情况下采用两台JLQ-Z-C-300型智能气体腰轮流 量计并联安装(图4),单表流量范围为 5—300m3/h精度±1%在用气高峰时两台 表同时投入运行,测量上限为600m3/h,即不超限运行, 又能满足计量精度。在用气低峰时关闭一台流量计,单台运行的测量下限为5m3/h,可以满足最小流 量的计量要求。这一切换过程可以人工完成,也可以通过电动阀门及控制电路自动实现。

4.结论和建议

4.1由上例得到结论,容积式流量计的工 作原理和构造决定了气体腰轮流量计在城市居民用气区域封闭计量中比较适用。它和智能积算显示部分配合使用使该类型流量仪表更加完善。

4.2在条件允许的情况 下选用JLQ-Z-A系列温压补偿型智 能气体腰轮流量计,将工况流量直接转换成标方(20℃,101.325Kpa)流量显示储存将会 给燃气部门的计量工作带来更大的方便。